專利名稱：稀土、高鉻鐵素體耐熱鑄鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于合金鋼領(lǐng)域，是一種加稀土的高鉻鐵素體耐熱鑄鋼。主要適用于在900～1000℃溫度下具有氧化、腐蝕和磨損工作條件下的零部件，如水泥空冷卻機(jī)的揚(yáng)料斗等。
象在水泥窯的冷卻機(jī)中，高溫熟料進(jìn)入揚(yáng)料斗區(qū)，不僅對(duì)材質(zhì)產(chǎn)生高溫氧化，而且還有沖擊作用;同時(shí)，熟料以一定的速度向筒尾滑動(dòng)，對(duì)材質(zhì)產(chǎn)生磨損;熟料中還含有S、K、Na等元素，對(duì)揚(yáng)料斗產(chǎn)生高溫腐蝕。在以上條件下，要求材質(zhì)必須具有良好的抗氧化性，抗高溫硫腐蝕性，抗磨性以及一定的高溫強(qiáng)度和韌性等。
通常，在上述工作溫度下，一般可采用鎳鉻型奧氏體耐熱鋼，如1Cr18Ni9Ti、1Cr20Nil0、1Cr25Ni等。但在高溫且有硫腐蝕和磨損的工作條件下，上述鋼號(hào)是不能滿足使用要求的;同時(shí)，這些鋼均含有較高的鎳，不夠經(jīng)濟(jì)。此外，也有采用耐熱鑄鐵的，雖然經(jīng)濟(jì)，但因其抗氧化性能不好，鑄件易破損，也不能滿足使用要求。
本發(fā)明的目的在于提供一種在高溫下具有良好抗氧化性、抗硫腐蝕性及抗磨性的，且合金組成較經(jīng)濟(jì)合理的鋼種。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明在高鉻鐵素體耐熱鋼的基礎(chǔ)上，除了含有C、Cr、Si主要元素外，還加入了稀土元素。
碳在耐熱鋼中是比較重要的元素，它能增加鋼的高溫強(qiáng)度和硬度，能增加鋼液的流動(dòng)性，改善鋼的鑄造性能。
鉻是耐熱鋼中最重要的元素，它使鋼具有良好的抗氧化性和抗硫腐蝕性，并使鋼具有一定的強(qiáng)度。
稀土加入鋼中，可凈化鋼液，改善氧化皮的結(jié)構(gòu)，使氧化皮變得致密，降低氧化速度，特別是在冷熱循環(huán)的條件下，氧化皮不易脫落，從而大大地提高了該鋼的抗氧化性和抗硫腐蝕性能。
根據(jù)上述意旨，提出了一種含稀土的高鉻鐵素體耐熱鑄鋼，其具體的化學(xué)成分(重量%)如下C0.5～0.7%，Cr21～23%，Si1～2%，Mn≤1%，RE0.2～0.3%。
本發(fā)明可采用電爐或非真空感應(yīng)爐冶煉。鋼的澆鑄性能良好，鋼水可直接澆鑄成各種形狀的零部件。鑄件使用前，應(yīng)在700～800℃溫度下進(jìn)行消除應(yīng)力處理。
該鋼的主要特點(diǎn)是加入了我國(guó)富有的較便宜的稀土混合金屬。因此，與相應(yīng)的G-X40Cr22鐵素體耐熱鑄鋼相比，抗氧化性能明顯提高，1100℃溫度下的循環(huán)氧化增重速度下降，并且表面的氧化皮不脫落，從而可使該鑄鋼在空氣中的最高使用溫度由1050℃提高到1100℃。同時(shí)，抗高溫硫腐蝕性能也得到改善。經(jīng)高溫下長(zhǎng)期試驗(yàn)表明，該鋼長(zhǎng)期高溫使用后的顯微組織為鐵素體及塊狀碳化物，有較好的抗磨損性。
表1為本發(fā)明與對(duì)比鋼號(hào)G-X40Cr22的性能對(duì)比。
綜上所述，本發(fā)明特別適用于在900～1000℃溫度下有氧化、硫腐蝕和磨損的較苛刻條件下工作的耐熱鑄件。
表1本發(fā)明與G-X40Cr22鋼的性能對(duì)比
實(shí)施例在500kg中頻感應(yīng)爐上冶煉了3爐本發(fā)明鋼種。其具體的化學(xué)成分如表2所示。
熔煉后，鋼水澆鑄在砂模鑄型中，同時(shí)澆鑄一些園棒，以便進(jìn)行性能測(cè)試。其中進(jìn)行了力學(xué)性能試驗(yàn)和抗氧化性能試驗(yàn)。表3列舉了力學(xué)性能結(jié)果，抗氧化性能結(jié)果如表4所示。為了對(duì)比，對(duì)進(jìn)口的DING-X40Cr22鋼進(jìn)行了化學(xué)成分和抗氧化性能試驗(yàn)，其結(jié)果分別列入表2和表4。
表2實(shí)施例和G-X40Cr22鋼的化學(xué)成分(重量%)
表3實(shí)施例的力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果
表4、實(shí)施例和G-X40Cr22鋼的抗氧化性能
權(quán)利要求
1.一種高鉻鐵素體耐熱鑄鋼，其特征在于化學(xué)成分(重量%)為C0.5～0.7%，Cr21～23%，Si1～2%，RE 0.2～0.3%，Mn≤1%。
全文摘要
本發(fā)明是一種加稀土的高鉻鐵素體耐熱鑄鋼。其特點(diǎn)是鋼中加入了我國(guó)富有的較便宜的稀土混合金屬，明顯地提高了抗氧化性能，其使用溫度可提高到1100℃；同時(shí)，抗高溫硫腐蝕性能也得到改善。該鋼經(jīng)長(zhǎng)期高溫試驗(yàn)后的顯微組織為鐵素體及塊狀碳化物，有利于抗腐蝕。故該鋼適用于900～1000℃溫度下具有氧化、硫腐蝕和磨損的苛刻工作條件。
文檔編號(hào)C22C38/34GK1032680SQ8710709
公開日1989年5月3日 申請(qǐng)日期1987年10月31日 優(yōu)先權(quán)日1987年10月31日
發(fā)明者魯國(guó)榮, 胥繼華, 何淑萍 申請(qǐng)人:冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院